在計算了宇宙中明顯的位置(星系,星系團和星際間介質)中所有正常的發(fā)光物質后,仍然缺少大約一半。因此,不僅宇宙中85%的物質是由未知的,被稱為“暗物質”的不可見物質組成的,我們甚至找不到所有應該存在的少量正常物質。
這被稱為“缺少重子”問題。重子是發(fā)射或吸收光的粒子,例如質子,中子或電子,它們構成了我們在周圍看到的物質。人們認為,無法解釋的重子隱藏在遍布整個宇宙的絲狀結構中,也被稱為“宇宙網”。
但是這種結構是難以捉摸的,到目前為止,我們只看到了它的一瞥?,F在,發(fā)表在《科學》雜志上的一項新研究提供了一個更好的視圖,這將使我們能夠幫助繪制其外觀。
宇宙網提供了由“標準宇宙學模型”預測的宇宙中大型結構的支架。宇宙學家認為,存在一個由暗物質構成的深色宇宙網,以及一個主要由氫氣構成的發(fā)光宇宙網。實際上,據信在大爆炸期間產生的60%的氫都存在于這些細絲中。
氣體單絲纖維網也被稱為“熱熱星際介質”(WHIM),因為它的溫度與太陽內部的溫度大致相同。星系很可能在物質最稠密的兩條或更多根這樣的細絲的相交處形成,這些細絲連接宇宙中的所有星系團。
到目前為止,我們還無法檢測到暗物質。這是因為它不會發(fā)射或吸收光,因此無法用普通望遠鏡觀察到。宇宙纖維網的細絲也很容易發(fā)現,因為它們的擴散性很強,并且不會發(fā)出足以被檢測到的光。
這項新的研究設法以一種全新的方式檢測了氣體,該方法可以對宇宙纖維網進行二維成像,而不是依靠吸收研究中所使用的氣體云后面的亮源的隨機位置。
他們研究的對象,俗稱SSA22,是一個原始集群,這意味著它是一個處于嬰兒期的星系簇。它比宇宙網先前測得的距離要遠得多,它的光行進了大約120億年才能到達我們。這意味著我們將時光倒流回到了宇宙的早期,使科學家們能夠探究燈絲是如何首次組裝的。
幾年前,在其中心附近發(fā)現了許多非常明亮的恒星形成星系,稱為“亞毫米星系”。這項新的研究發(fā)現了16個這樣的星系和8個強大的X射線源,在這個早期時期,這種物體很少發(fā)生過密度。這些物體向燈絲的所有氫氣提供了大量的電離輻射,這使燈絲發(fā)出了我們可以檢測到的光,這種技術比吸收更具前景。
這項研究有助于解決的另一個謎團是亞毫米星系的形成。人們最普遍的解釋是,它們是兩個正常星系合并的結果,從而形成了光量加倍的巨大星系。
但是,計算機模擬表明,這些星系可以從相鄰宇宙網上注入的冷氣體中生長出來。這項新研究證實了這種情況。